C++小课堂——构造函数与析构函数

发布于:2025-03-04 ⋅ 阅读:(16) ⋅ 点赞:(0)

构造函数(Constructor)和析构函数(Destructor)是面向对象编程中的两个特殊函数,用于对象的初始化和清理工作。

1 构造函数

构造函数: 构造函数是一个特殊的成员函数,用于在创建对象时对其进行初始化。它的名称与类名相同,并没有返回类型。构造函数可以有多个重载形式,根据参数的类型、个数或顺序进行区分。当创建一个对象时,会自动调用相应的构造函数来初始化对象的成员变量。如果没有显式定义构造函数,编译器会提供一个默认的无参构造函数

构造函数的主要作用是为对象提供初始状态,可以执行一些必要的设置、分配内存或初始化成员变量等操作。构造函数在对象创建时自动调用,不能手动调用。

下面是一个简单的构造函数示例:

#include <iostream>

class MyClass {
public:
  int value;

  // 构造函数
  MyClass() {
    value = 0;
    std::cout << "构造函数被调用!" << std::endl;
  }
};

int main() {
  // 创建对象,调用构造函数
  MyClass obj;
  std::cout << "value = " << obj.value << std::endl;

  return 0;
}

在这个例子中,我们定义了一个名为MyClass的类,其中包含一个成员变量value。在构造函数中,我们将value初始化为0,并输出一条消息。在main函数中,我们创建了一个MyClass对象obj,这将自动调用构造函数来初始化obj的成员变量。

输出结果为:

构造函数被调用!
value = 0

2 析构函数

对一个给定类,只会有唯一一个析构函数

在一个析构函数中,首先执行函数体,然后销毁成员。成员按初始化顺序的逆序销毁。

当指向一个对象的引用或指针离开作用域时,析构函数不会执行。

合成析构函数(默认析构函数)不会delete一个指针数据成员(内置指针)。因此需要定义一个析构函数来释放构造函数分配的内存。

析构函数: 析构函数是用于对象销毁时的清理工作的特殊成员函数。它的名称与类名相同,前面加上一个波浪号(~)作为前缀,没有返回类型,也不接受任何参数(不接受任何参数,所以不能重载)。析构函数在对象被销毁时自动调用,释放对象所占用的资源,如释放动态分配的内存、关闭文件、释放锁等。

当对象超出其作用域、程序结束或使用delete释放动态分配的对象时,析构函数会被自动调用。如果没有显式定义析构函数,编译器会提供一个默认的析构函数。

下面是一个简单的析构函数示例:

#include <iostream>

class MyClass {
public:
  ~MyClass() {
    std::cout << "析构函数被调用!" << std::endl;
  }
};

int main() {
  // 创建对象
  MyClass obj;
  
  // 对象超出作用域,析构函数被调用
  std::cout << "对象超出作用域" << std::endl;

  return 0;
}

在这个例子中,我们定义了一个名为MyClass的类,其中包含一个析构函数。在析构函数中,我们输出一条消息。在main函数中,我们创建了一个MyClass对象obj,当obj超出作用域时,析构函数被自动调用。

输出结果为:

对象超出作用域
析构函数被调用!

这表明当对象超出其作用域时,析构函数会被自动调用,进行清理工作。换句话说,析构函数(无参数,无返回值)在对象被销毁时自动调用,当构造函数涉及动态内存分配时,可在析构函数中释放已分配内存。

构造函数可以重载,析构函数不能被重载

2.1 派生类的析构调用

在C++中,当一个子类对象被销毁时,会调用子类的析构函数。析构函数是一个特殊的成员函数,用于在对象生命周期结束时进行清理工作。

如果一个类有子类,销毁子类对象时会依次调用子类和父类的析构函数(与构造函数顺序恰好相反)。这个过程被称为析构函数链(Destructor Chain)

以下是一个示例说明子类的析构函数调用顺序:

#include <iostream>

class Base {
public:
    Base() {
        std::cout << "Base constructor\n";
    }

    virtual ~Base() {
        std::cout << "Base destructor\n";
    }
};

class Derived : public Base {
public:
    Derived() {
        std::cout << "Derived constructor\n";
    }

    ~Derived() override {
        std::cout << "Derived destructor\n";
    }
};

int main() {
    Derived derivedObj;

    return 0;
}

在上述示例中,DerivedBase 的子类。当 Derived 对象 derivedObj 被创建时,构造函数会按照构造函数链的顺序调用。当 derivedObj 离开其作用域时,析构函数也会按照析构函数链的顺序调用。

在这个例子中,输出将是:

Base constructor
Derived constructor
Derived destructor
Base destructor

注意:

  1. 构造函数调用的顺序是从基类到派生类,而析构函数调用的顺序是从派生类到基类。
  2. 构造函数链和析构函数链的调用是自动进行的,不需要显式调用。
  3. 基类的析构函数通常声明为 virtual,以确保在使用基类指针或引用时,能够正确调用派生类的析构函数(重要,在使用基类的指针指向派生类时,如果没有指定基类的析构函数为虚函数,则在派生对象销毁时,只会调用基类的析构函数,因此,一般将析构函数定义为虚函数,换句话说,基类通常都应该定义一个虚析构函数,即使该函数不执行任何实际操作也是如此)。
  4. 普通delete释放单个对象,delete[]释放数组。